新疆大学材料物理与化学专业介绍

　　一、主要研究方向及其学术队伍

　　研究方向一：半导体光伏及光探测材料

　　本研究方向的主要研究内容、特色和意义

　　1)硫属化合物半导体光伏薄膜材料的研制及应用

　　2)纳米及粉体半导体光伏材料的制备、结构与性能研究

　　3)纳米及薄膜光探测材料的研制与应用

　　当前，世界各国对特殊可利用再生能源，包括地热能源、太阳能电池、生物燃料等加大了研究力度，这是为了适应未来能源发展的多样性需求。新型太阳能电池研究尤为引起重视。现已开发应用的半导体太阳电池材料主要是单晶硅、GaAs，由于其制备工艺的复杂和价格高，限制了广泛应用的可能性。作为新一代的半导体材料黄铁矿型FeS2，具有远高于单晶硅的光吸收系数和自然界的丰富储量，已引起极大的关注。该研究的主要目的是通过对具有巨大潜力的半导体太阳电池吸收体材料FeS2，CdTe的制备方法、结构及性能的研究，寻找传统的太阳电池材料单晶硅的替代材料，为新型半导体太阳电池的研制提供充分的实验数据和理论依据；同时对半导体材料研制中的基本物理、化学问题，如光电性能、材料微结构、各种缺陷态、界面态光吸收等进行深入探讨。

　　硫属化合物半导体是指含有硫（S）、硒（Se）、碲（Te）元素的化合物半导体，它们在能源材料、配位化学、固体化学及红外探测中具有不可替代的重要性。其中黄铁矿（pyrite）型二硫化铁（FeS2）作为新型半导体太阳电池材料，具有合适的直接能隙宽度（Eg=0.95－1.1eV）和很高的光吸收系数（当λ≤1μm时，α≥105cm-1)，理论光电转换效率可达20％，很适合作为薄膜太阳能电池吸收体材料．而且其组成元素储量丰富、无毒，具有很好的环境相容性，对于光电化学和光电薄膜电池应用有很好的开发前景，很可能成为硅（Si）太阳电池的替用材料．近年来已日益引起国内外研究人员的广泛关注。而硫属化合物半导体，如CdTe等亦显示了同样诱人的独特性能。此外，纳米晶太阳电池材料也是当前半导体光伏电池研究方面的热点之一。本研究的目的是制备出适合半导体太阳能电池应用的FeS2基复合薄膜及探明硫属化合物半导体纳米晶薄膜在太阳能电池中的应用前景。同时通过对制备工艺，微结构及基本物化性能的研究，如复合薄膜表面界面特性、环境条件、掺杂改性、复合膜光电转换机理、纳米晶薄膜的构型和特性等的研究，探索制备高性能半导体太阳能电池的途径。

　　研究方向二：磁性材料

　　本研究方向的主要研究内容、特色和意义

　　1）磁性薄膜材料的制备、结构及性能研究：厚度在1微米以下的强磁性（铁磁性和亚铁磁性）材料，简称磁膜材料。磁膜材料使用时需附于弱磁性材料的基片上，而它的磁特性取决于其制备方法和工艺条件。本方向的研究重点是探索磁性薄膜材料合成的新途径，研究磁性薄膜材料的性能和应用于敏感材料的可能性，特别是对隧穿磁电阻效应的深入研究，极大地促进了自旋电子学这一凝聚态物理新兴学科的发展和建立。

　　2）块体纳米及非晶态合金磁性材料的制备、表征与应用：与传统磁性材料相比，纳米以及非晶态磁性合金具有非常优异的机械性能和磁性能，表现出巨大的商业应用前景。而纳米及非晶态合金材料的制备，特别是它们块体形式的制备，是目前这个领域的难点和热点。本方向研究主要集中以下几个方面：探索新的制备方法来获得块体非晶态磁性合金，并对获得的块体磁性非晶态合金的磁性能和机械性能进行表征和研究，并探索其的商业应用可能；块体非晶态磁性合金晶化行为的研究，并通过此途径来制备块体纳米磁性合金；研究大过冷态下合金的凝固行为，并通过此途径来制备块体纳米合金；对获得的块体纳米合金的磁性能和机械性能进行表征和研究，并探索其的商业应用可能。

　　二、培养目标

　　1.培养目标

　　本专业培养培养热爱社会主义祖国，德、智、体全面发展的材料物理与化学方面的高级专门人才。具有材料物理与化学及其相关领域较坚实的理论基础和系统的知识技能，熟悉本专业国际研究动态，具有从事科研和承担专门技术工作的能力，成为积极为社会主义祖国现代化建设服务、在材料物理与化学领域能够做出创造性成果的高级科技及教学人才。

　　2.培养方式

　　采取理论学习和科研相结合，导师指导和课题小组集体指导、培养相结合，充分发挥导师的主导作用和研究生的主动性，以灵活的方法培养研究生的独立工作能力和科研创新能力。

　　3.学习年限

　　一般为三年（在职人员为三至四年），其中课程学习时间一年半，学位论文时间一年半。

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